Wälzlagerlinearführungen werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt, in denen ein Bauteil gegenüber einem an- deren Bauteil geradlinig und möglichst ohne Reibungsverluste bewegt werden soll. Ein Beispiel hierfür sind Werkzeugma- schinen. Derartige Führungen weisen einen Wagen oder Schlit- ten auf, der über Wälzkörper, wie Kugeln, Rollen oder Na- deln, an einer Schiene geführt ist. Die Wälzkörper zirkulie- ren hierbei in in sich geschlossenen Wälzkörperumläufen des Wagens. Die Wälzkörperumläufe weisen üblicherweise eine Tragzone auf, in welcher die Wälzkörper an einer Tragfläche des Wagens und an der Schiene anliegen und hierdurch die zu bewegende Last tragen. Durch die Linearbewegung des Wagens gelangen die Wälzkörper aus der Tragzone in einen ersten Um- lenkkanal, in dem die Wälzkörper von der Tragzone in den Rücklaufkanal überführt werden. Nach Durchlaufen des Rück- laufkanals gelangen die Wälzkörper über einen zweiten Um- lenkkanal wieder in die Tragzone.

Insbesondere um den Verschleiss der Wälzkörper zu minimieren und um die Laufruhe einer Linearführung zu verbessern, ist es bereits seit langem bekannt, die Flächen des Wagens, mit denen die Wälzkörper in Kontakt kommen, durch Kunststoffbau- teile zu bilden. So wird beispielsweise in der DE 35 40 099 beschrieben, die Führungsflächen des Rücklaufkanals als ge- sondert hergestellte Hülsen vorzusehen, die später in ent- sprechende Ausnehmungen des metallischen Grundkörpers des Wagens eingefügt werden. Bei dieser Konstruktion kann als nachteilig empfunden werden, dass eine genaue Fertigung und eine sehr exakte und aufwendige Montage nötig ist. Zudem entstehen an dieser zweiteiligen Hülsenausführung zusätzli- che Übergänge, die die Laufruhe beeinträchtigen können.

Desweiteren wird in der DE 43 31 014 C2 beschrieben, Füh- rungsmittel in den Tragzonen und den Rücklaufkanälen dadurch zu erzeugen, dass an den metallischen Grundkörper des Wagens die Führungsflächen in einem Kunststoffspritzverfahren di- rekt angespritzt werden. Die beim Spritzverfahren auftreten- den Schwindvorgänge des Kunststoffteils des Rücklaufkanals können allerdings nachteilige Auswirkungen auf die Ferti- gungsgenauigkeit haben. Soweit diese überhaupt vermieden bzw. kompensiert werden können, ist hierzu ein erheblicher Aufwand erforderlich. Ausserdem benötigt diese Lösung zu- sätzliche Verankerungen der"eingespritzten"Hülse am Grund- körper des Wagens. Bei den beiden angegebenen vorbekannten Wagen ist zudem eine relativ aufwendige Schmiermittelversor- gung erforderlich.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Wa- gen zu schaffen, der bezüglich seiner Fertigung und Montage einfacher aufgebaut ist und trotzdem eine gute Laufruhe er- möglicht. Die Erfindung soil gemäss einem weiteren Aspekt eine konstruktiv einfache Schmierung der Wälzkörper ermögli- chen.

Die Aufgabe wird bei einem eingangs erwähnten Wagen erfin- dungsgemäss dadurch gelöst, dass Führungsmittel der Rück- laufkanäle zumindest entlang eines Abschnittes mit Abstand zur Wand der jeweiligen Ausnehmung des Grundkörpers angeord- net sind.

Bei einem erfindungsgemässen Wagen einer Linearbewegungsfüh- rung sollte das vorzugsweise als Hülse ausgebildete Füh- rungsmittel des Rücklaufkanals zwischen Auflagerstellen mit Abstand zur Ausnehmung angeordnet sein, so dass sich zwi- schen dem Führungsmittel und der Ausnehmung ein Hohlraum ausbildet. Anders als beispielsweise bei der vorbekannten DE 35 40 099 kann sich dadurch die Hülse in der Ausnehmung quer zu ihrer Längsachse elastisch durchbiegen. Die Grosse der Durchbiegung wird durch einen Kontakt zwischen der Hülse und der Begrenzungsfläche der Ausnehmung limitiert. Eine solche Bewegung kann beispielsweise aufgrund von Schwingungen oder Vibrationen entstehen, die durch die zirkulierenden Wälzkör- per in der Hülse hervorgerufen werden. Im Gegensatz zu bis- her üblichen Lösungen ist bei erfindungsgemässen Wälzkör- perumläufen der Rücklaufkanal so ausgebildet, dass zumindest geringfügige Schwingungen bzw. Auslenkungen des Führungsmit- tels möglichst auftreten. Es werden also bewusst Schwingun- gen in Kauf genommen und zur Erzielung von bestimmten Wir- kungen genutzt.

Es hat sich gezeigt, dass die elastische Durchbiegung der Hülse zu einer besseren Laufruhe der erfindungsgemässen Li- nearbewegungsführung führt. Ausserdem kann die Durchbiegung zur Förderung von Schmiermittel genutzt werden, das-vor der ersten Inbetriebnahme des Wagens-in den Raum zwischen der Ausnehmung und der Umfangsfläche der Hülse über die ge- samte Länge zwischen den beiden Stegbereichen eingefüllt und diesen vorzugsweise vollständig ausfüllt. Es hat sich ge- zeigt, dass dieser Raum ausreichend gross sein kann, um für den jeweiligen Wälzkörperumlauf einen Schmiermittelvorrat

zur Verfügung zu haben, der für die übliche Lebensdauer von Linearbewegungsführungen ausreichend ist.

In bevorzugten Ausgestaltungen der Erfindung weist die Wand der Hülse mehrere Durchbrüche auf, durch die Schmiermittel in das Innere der Hülse gelangen kann. Damit ein möglichst guter Schmiermittelfluss erreichbar ist, hat es sich als be- sonders vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest einer der Durchbrüche in jenem Bereich angeordnet ist, in dem die Hülse die grösste radiale Auslenkung erfährt. In der Regel ist dieser Bereich-hinsichtlich ihrer Längserstreckung- die Mitte der Hülse.

Trotz der Durchtrittsöffnungen und der elastischen Auslenkbarkeit des Führungsmittels sollte die Querschnittsform des jeweiligen Rücklaufkanals während der Zirkulation der Wälzkörper möglichst konstant sein, um eine sichere und möglichst reibungsarme Führung der Wälzkörper im Wälzkörperumlauf sicherzustellen. Insbesondere aus diesem Grund können die Durchtrittsöffnungen im wesentlichen quer zur Längsachse des Rücklaufkanals verlaufen. Ausserdem sollte sich eine Längserstreckung einer jeden Durchtrittsöffnung über höchstens die Hälfte, vorzugsweise höchstens ein Viertel, des Umfangs des Führungsmittels erstrecken.

Es hat sich als zweckmässig erwiesen, wenn das Führungsmit- tel in der Ausnehmung des Grundkörpers des Wagens im Bereich deren beiden Enden gelagert ist und dazwischen über seinen gesamten Umfang mit Abstand zur Begrenzungsfläche der Aus- nehmung angeordnet ist. Hierdurch können besonders grosse Auslenkungen des Führungsmittels-und damit auch eine be- sonders gute Förderung von Schmiermittel ins Innere des Füh- rungsmittels-erzielt werden.

Schliesslich ist es auch. bevorzugt, wenn an der Umfangsflä- che der Hülse mehrere Nuten eingebracht sind, die als Schmiermitteltaschen genutzt werden können. Hiermit ist es möglich den zwischen der Begrenzungsfläche der Ausnehmung des Grundkörpers und der Hülse einbringbaren Schmiermittel- vorrat weiter zu vergrössern, ohne die maximale Auslenkbar- keit der Hülse vergrössern zu müssen. Diese bestimmt sich durch den zwischen der Ausnehmung und der dicksten Stelle der Wand der Hülse sich ausbildenden Spalt.

In einer weiteren zweckmässigen Ausführungsform der Erfin- dung kann vorgesehen sein, dass der Wagen mit einem Schmier- mittelreservoir versehen ist, von dem aus während des Ein- satzes des Wagens, Schmiermittel in den ring-bzw. hülsen- förmigen Spalt zwischen der Ausnehmung und der Hülse gefor- dert wird. Anders als bei den meisten vorbekannten Wagen, erfolgt dann der Eintritt des Schmiermittels nicht im Be- reich der Umlenkung des entsprechenden Wälzkörperumlaufs, sondern über den Rücklaufkanal.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest eines der beiden Enden des hülsenförmigen Führungsmittels mit einem Kunststoff umgossen, der Bestandteil des Umlenkkanals ist. Da Führungsmittel des Rücklaufkanals vorzugsweise zusammen mit Rückhaltemitteln der Tragzone in einem Spritzgussvorgang erzeugt werden, kann auch der Kunststoff, der das hülsenförmige Führungsmittel an zumindest einem seiner Ende umgibt, einstückig mit der Tragzone verbunden sein. Dadurch lässt sich eine Zentrierung und Fixierung des Führungsmittels des Rücklaufkanals im gleichen Kunststoffspritzgussarbeitsgang erzeugen, in dem auch die Rückhaltemittel und der entsprechende Teil von einem oder beiden Rücklaufkanälen eines Wälzkörperumlaufs hergestellt wird. Ausserdem lässt sich dadurch besonders gut ein vorbestimmter Abstand zwischen der Längsachse des Rücklaufkanals und einer Längsachse der Tragzone einhalten.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.

Die Erfindung wird anhand von den in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert ; es zei- gen : Fig. 1 eine Linearbewegungsführung mit einem Wagen und einer Schiene in einer perspektivischen Darstellung ; Fig. 2 eine erfindungsgemässe Linearbewegungsführung in einer Schnittdarstellung entlang der Linie II-II ; Fig. 3 eine Schnittdarstellung eines Rücklaufkanals im Grundkörper des Wagens von Fig. 2 ; Fig. 4 ein erfindungsgemässes hülsenförmiges Führungsmittel in einer Seitenansicht ; Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung der Hülse aus Fig. 4 entlang der Linie V-V ; Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung durch einen Wälzkörperumlauf eines weiteren erfindungs- gemässen Wagens mit einem teilweise geschnit- ten dargestellten Führungsmittel des Rücklaufkanals ; Fig. 7 eine vergrösserte Darstellung des Ausschnittes VII-VII aus Fig. 6.

In Fig. 1 ist eine Linearbewegungsführung gezeigt, die eine profilierte Führungsschiene 1 aufweist, auf der sich ein Wa-

gen 2 abstützt und längsverschiebbar angeordnet ist. Wie auch Fig. 2 entnommen werden kann, ist der Wagen 2 im Quer- schnitt im wesentlichen U-förmig ausgebildet und umgreift mit zwei sich an einen Mittelabschnitt anschliessenden Schenkeln 3a, 3b die Schiene l. An den Stirnseiten des Wa- gens sind Kappen 4a, 4b angebracht, die an einem metalli- schen Grundkörper 5 des Wagens lösbar befestigt sind. Eine Oberseite des Wagens 2 ist als Montagefläche 9 vorgesehen, auf der eine zu bewegende Last befestigt werden kann.

Der Wagen stützt sich über Wälzkörper 7, die in vier jeweils in sich geschlossenen Umläufen 6a, 6b, 6c, 6d angeordnet sind, auf seitlichen Tragflächen 8 der Führungsschiene 1 ab.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind Kugeln als Wälz- körper 7 vorgesehen. Die Tragflächen 8 sind profiliert, so dass eine Linienberührung zwischen den Kugeln und der Füh- rungsschiene entsteht.

Im metallischen Grundkörper 5 sind vier zylindrische Ausneh- mungen 10a, lOb, 10c, 10d eingebracht, deren jeweilige Längsachse parallel zur Längsachse der Schiene 1 verläuft.

Jede dieser Ausnehmungen 10a-10d ist Bestandteil von einem der Wälzkörperumläufe 6a-6d, die zudem jeweils eine Trag- zone 11 und zwei jeweils die Enden der Ausnehmung und der Tragzone miteinander verbindende Umlenkkanäle aufweisen.

Hierbei sind die Umlenkkanäle von den Stirnkappen 4a, 4b ab- gedeckt. In der Darstellung von Fig. 2 ist zu erkennen, dass in der Tragzone 11 Rückhaltemittel 16 vorhanden sind, mit denen die Kugeln einerseits geführt und andererseits vor ei- nem Herausfallen aus dem Wagen 2 gehindert werden. Diese Rückhaltemittel 16 können durch ein Kunststoffspritzgiess- verfahren direkt an den Grundkörper"angespritzt"werden.

Wie insbesondere den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, ist in jeder Ausnehmung ein im wesentlichen als zylindrische Hülse 17 ausgebildetes Führungsmittel für die Wälzkörper an-

geordnet. Die beispielsweise aus Kunststoff bestehende, vorzugsweise einstückige, Hülse weist jeweils im Bereich ihrer beiden Enden 18,19 an ihrer äusseren Umfangsfläche 20 vier umlaufende Stege 21 auf. Selbstverständlich wäre es auch möglich, mehr oder weniger als jeweils vier Stege vorzusehen. Die Stege 21 dienen unter anderem dazu, die Hülse 17 in der jeweiligen Ausnehmung des Grundkörpers 5 zu zentrieren, wodurch eine Längsachse 26 der Hülse 17 mit einer Symmetrieachse der jeweiligen Ausnehmung fluchtet. Die Hülse ist bezüglich sämtlichen (imaginären) Ebenen, in denen die mittige Längsachse 26 der Hülse liegt, symmetrisch aufgebaut. Sie ist ausserdem bezüglich einer weiteren (imaginären) Ebene symmetrisch, gegenüber der die Längsachse 26 orthogonal ausgerichtet ist und die Hülse in zwei gleich lange Hälften teilt.

Zwischen den beiden Enden und zwar im wesentlichen mittig zwischen den beiden Bereichen, in denen die Stege 21 ange- ordnet sind, weist die Hülse 17 an ihrer äusseren Umfangsfläche 20 mehrere, gleichmässig über den Umfang der Hülse verteilte Nuten 22a, 22b, 22c, 22d, auf, die sich im wesentlichen parallel zur Längsachse 26 der Hülse 17 erstrecken. Die Nuten werden jeweils durch eine Grundfläche 23 sowie durch Seitenflächen 24,25 begrenzt und haben die Funktion von Schmiermitteltaschen. Es ist somit erfindungsgemäss vorgesehen, ausserhalb des Führungsmittels, im Bereich der Umfangsfläche der Hülse 17, ein Schmiermittelvorrat zu deponieren. Die Länge der Nuten beträgt in etwa 3M4 von der Gesamtlänge der Hülse.

Zwischen den Stegen 21 und jeweils den beiden Enden 18,19 ist auf einem konisch geneigten Abschnitt 27,28 der Um- fangsfläche 20 der Hülse eine am Umfang umlaufende Nut 31, 32 eingebracht. Ferner ist jedes der beiden Enden mit zwei sich diametral gegenüberliegenden Schlitzen 33,34 versehen,

die jeweils in eine kreisrunde Ausnehmung 35,36 der Wand 37 münden.

Die Hülse 17 weist ferner mehrere sich trichterförmig ins Innere 38 der Hülse 17 verjüngende und hineinmündende Durch- trittsöffnungen 39 der Wand 37 auf. Zwei sich gegenüberlie- gende Seitenwände einer Durchtrittsöffnung 39 verbinden je- weils zwei Nuten miteinander. Es haben somit jeweils zumin- dest zwei nebeneinanderliegende Nuten über zumindest eine Durchtrittöffnung 39 einen gemeinsamen Schmiermittelzufluss in das Innere der Hülse 17. Im dargestellten Ausführungsbei- spiel ist jede Nut über fünf Durchtrittsöffnungen mit dem Inneren 38 der Hülse 17 verbunden. Vorzugsweise sämtliche Durchtrittsöffnungen 39 sind mit einer Längserstreckung im wesentlichen quer zu den Schmiermitteltaschen bzw. zur Längsachse 26 der Hülse ausgerichtet. Die Grosse der Durchtrittsöffnung 39 kann so auf das vorgesehene Schmiermittel abgestimmt sein, dass ein"Kapillareffekt" entsteht, der zur Förderung des Schmiermittels in das Innere der Hülse 17 genutzt wird. Dies bedeutet, dass die Querschnittsfläche bzw. eine Breite der Durchtrittsöffnung auf die Dichte eines flüssigen Schmiermittels-und damit auf die sich in dem Schmiermittel einstellende Oberflächenspannung-abgestimmt sein kann. Dies kann bewirken, dass bereits die Oberflächenspannung alleine oder in Kombination mit einem anderen Effekt, beispielsweise den beschriebenen Schwingungen der Hülse, Schmiermittel in Richtung des Inneren der Hülse fördert.

Eine innere Begrenzungsfläche 41 der Wand 37 ist zur Führung der Wälzkörper vorgesehen, wozu die Begrenzungsfläche 41 einen über die gesamte Länge der Hülse 17 im wesentlichen konstanten Querschnitt aufweist. Auch die innere Begren- zungsfläche 41 der Hülse ist profiliert, wodurch sie von einer-hinsichtlich des Querschnitts- (vollständigen) Kreisform abweicht. Wie insbesondere in der Querschnittsdar-

stellung von Fig. 5 zu erkennen ist, weist auch die innere Begrenzungsfläche 41 zwischen Kreissegmenten 42a, 42b, 42c, 42d, auf denen sich die Wälzkörper abwälzen, mehrere Vertie- fungen 43a, 43b, 43c, 43d auf. Wie die Kreissegmente 42a- 42d erstrecken sich auch die Vertiefungen 43a-43d parallel zur Mittelachse. Die Vertiefungen 43a-43d dienen einer- seits zur Aufnahme von Schmiermittel. Andererseits lässt sich durch die Vertiefungen ein besonders leichtgängiges Ab- wälzen der Kugeln in der Hülse erreichen, da durch sie ein Verklemmen der Kugeln vermieden und diese dadurch gut ge- führt werden können, ohne dass ein exakt kreisrunder Quer- schnitt der inneren Begrenzungsfläche zwingend erforderlich wäre.

Insbesondere der Darstellung von Fig. 3 kann entnommen wer- den, dass die in eine der Ausnehmungen 10a-10d des Wagens 2 montierte Hülse 17 mit ihren beiden konisch geformten En- den 18,19 über den Grundkörper 5 hervorsteht. Hierdurch ist sowohl die jeweilige Nut 31,32 als auch der jeweilige Schlitz 33,34 mit der Ausnehmung 35,36 für die Montage von weiteren Bauteilen des Wagens zugänglich. Die Schlitze 33, 34 und die Ausnehmung 35,36 bilden jeweils einen Teil einer Schnappverbindung aus. Mit Hilfe der Schnappverbindung kann an ein Ende der Hülse 17 ein Bauteil-an dem zumindest ein Teil eines Umlenkkanals angeformt ist, befestigt werden. Zu- dem kann hiermit eine Zentrierung der Hülse 17 gegenüber den beiden Umlenkkanälen erreicht werden.

Die Hülse sitzt mit den Stegen 21 auf einer Wandfläche 47 der jeweiligen Ausnehmung 10a-10d des Grundkörpers 5 auf und ist dort aufgrund eines leichten Presssitzes zwischen den Stegen 21 und dem Grundkörper 5 gegen Bewegungen entlang ihrer Längsachse befestigt (vgl. z. B. Fig. 3). Zwischen den beiden Bereichen 48,49, an denen die Stege 21 angeordnet sind, weist die Hülse 17 mit ihrer gesamten Umfangsfläche einen Abstand zur Ausnehmung 10a-10d auf. Dadurch kann

sich die Hülse 17 zwischen den Stegbereichen 48,49 und quer zu ihrer Längsachse 26 in der Ausnehmung durchbiegen, bis ihre Umfangsfläche 20 mit der Wandfläche 47 in Kontakt kommt. Eine solche Bewegung kann beispielsweise aufgrund von Schwingungen entstehen, die durch die zirkulierenden Wälz- körper hervorgerufen werden.

In den Fig. 6 und 7 ist eine zweite erfindungsgemässe Aus- führungsform eines Wälzkörperumlaufs gezeigt, bei der eine gegenüber dem in den Fig. 2 bis 5 prinzipiell gleiche Hülse in der Ausnehmung des Rücklaufkanals angeordnet ist. Nach- folgend wird deshalb nur auf die Unterschiede der beiden Ausführungsformen eingegangen, wobei für an sich gleiche Elemente die gleichen Bezugszeichen wie beim Ausführungsbei- spiel der Fig. 2 bis 5 verwendet werden.

Ein Unterschied besteht darin, dass hier die Hülse 17 weni- ger weit aus der Ausnehmung 10a herausragt. So ist in den beiden Fig. 6 und 7 zu erkennen, dass sich die umlaufenden Nuten 31,32 vollständig in der Ausnehmung 10a befinden.

Ausserdem können hier wagenseitige Laufflächen der Tragzone 11 und innere Teile der beiden Umlenkkanäle 12 in einem Kunststoffspritzverfahren direkt an den metallischen Grund- körper 5 angespritzt sein. Es kann bevorzugt sein, wenn bei der Durchführung dieses Verfahrens sich sämtliche Hülsen 17 bereits in den entsprechenden Ausnehmungen der Rücklaufka- näle befinden. Dadurch kann der eingespritzte Kunststoff auch die Enden 18,19 der Hülsen 17 umgeben und die Hülsen in den Ausnehmungen zusätzlich fixieren. Der Kunststoff dringt hierzu-von einem Ende der Hülse gesehen-bis je- weils zum ersten Steg 21 in den Bereich zwischen der Wand- fläche 47 der Ausnehmung und der entsprechenden Hülse 17 ein.

Zu einer guten Fixierung und Verankerung der Hülse 17 in ihrer Ausnehmung des Grundkörpers trägt insbesondere bei,

dass der Kunststoff auch die beiden umlaufenden Nuten 31,32 sowie die beiden Schlitze 33,34 und Ausnehmungen 35,36 ausfüllt. Alleine durch den hiermit erreichten Formschluss zwischen der Hülse und Kunststoffteilen 50, an denen jeweils eine innere Führungsfläche der Umlenkkanäle 12 ausgebildet ist, können Bewegungen der Hülse entlang ihrer Längsachse 26 vermieden werden. Bei dem Kunststoffspritzgiessverfahren wird ausserdem eine mit dem Kunststoffteil 50 des Umlenkka- nals einstückig verbundene Zentriernase 51 erzeugt. Diese dient zur Zentrierung eines Bauteiles 52, an dem eine äussere Führungsfläche des Umlenkkanals 12 ausgebildet ist.

Die Stege 21-insbesondere der jeweils erste Steg-über- nimmt die Aufgabe einer Dichtung, um zu verhindern, dass Kunststoff in den Bereich eindringt, in dem die Hülse mit Abstand zur Wandfläche angeordnet sein soll. Damit der Kunststoff nicht ins Innere der Hülse eindringt, ist es selbstverständlich erforderlich, während des Einspritzens des Kunststoffes einen Kern in die Hülse einzuführen, der nach der Verfestigung des Kunststoffes wieder entfernt wird.

Durch den Kern kann zudem eine Zentrierung der Hülse in ihrer Ausnehmung sichergestellt werden.

Bei beiden Ausführungsbeispielen ist es möglich, dass die umlaufenden Stege 21 über ihre gesamte Breite (Richtung ent- lang der Längsachse 26) unterbrochen sind. Es ist hierbei bevorzugt, wenn die Unterbrechungen nebeneinanderliegender Stege-in bezug auf die Umfangsrichtung der Hülse 17-ge- geneinander versetzt sind. Dadurch können-trotz der Unter- brechungen-die Stege die Funktion einer Dichtung gegen den Eintritt von Kunststoff in jenen Bereich erfüllen, in dem die Hülse durchbiegbar ist. Diese Ausgestaltung der Stege hat vor allem den Vorteil, dass die Stege elastisch verform- bar sind und dadurch keine hohen Anforderungen an die Ferti- gungsgenauigkeiten-beispielsweise des Durchmessers der Ausnehmung oder der Stege-gestellt werden müssen.